工程用的桁架節(jié)點(diǎn),一般是具有一定剛性的節(jié)點(diǎn)而不是理想的鉸接節(jié)點(diǎn),由于節(jié)點(diǎn)剛性的影響而出現(xiàn)的桿件彎曲應(yīng)力和軸向應(yīng)力稱為次應(yīng)力。計(jì)算次應(yīng)力需考慮桿件軸向變形,可用超靜定結(jié)構(gòu)的方法或有限元法求解。
空間桁架由若干個(gè)平面桁架所組成,可將荷載分解成與桁架同一平面的分力按平面桁架進(jìn)行計(jì)算,或按空間鉸接桿系用有限元法計(jì)算。
根據(jù)桁架桿件所用的材料和計(jì)算所得出的內(nèi)力,選擇合適的截面應(yīng)能保證桁架的整體剛度和穩(wěn)定性以及各桿件的強(qiáng)度和局部穩(wěn)定,以滿足使用要求。
桁架種類
桁架可按不同的特征進(jìn)行分類。
一、根據(jù)桁架的外形分為:
1.平行弦桁架(便于布置雙層結(jié)構(gòu);利于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),但桿力分布不夠均勻);
2.折弦桁架(如拋物線形桁架梁,外形同均布荷載下簡(jiǎn)支梁的彎矩圖,桿力分布均勻,材料使用經(jīng)濟(jì),構(gòu)造較復(fù)雜);
3.三角形桁架(桿力分布更不均勻,構(gòu)造布置困難,但斜面符合屋頂排水需要)。
二、以桁架幾何組成方式分:
1.簡(jiǎn)單桁架(由一個(gè)基本鉸結(jié)三角形依次增加二元體組成);
2.聯(lián)合桁架(由幾個(gè)簡(jiǎn)單桁架按幾何不變體系的簡(jiǎn)單組成規(guī)則聯(lián)合組成);
3.復(fù)雜桁架(不同于前兩種的其它靜定桁架)。
三、按所受水平推力分:
1.無(wú)推力的梁式桁架(與相應(yīng)的實(shí)梁結(jié)構(gòu)比較,掏空率大,上下弦桿抗彎,腹桿主要抗剪,受力合理,用材經(jīng)濟(jì));
2.有推力的拱式桁架(拱圈與拱上結(jié)構(gòu)聯(lián)為一體整體性好,便于施工,跨越能力強(qiáng),節(jié)省鋼材料)。
內(nèi)力特征
受力特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)內(nèi)力只有軸力,而沒(méi)有彎矩和剪力。這一受力特性反映了實(shí)際結(jié)構(gòu)的主要因素,軸力稱桁架的主內(nèi)力。實(shí)際結(jié)構(gòu)(如鋼筋混凝土屋架,鉚(栓)接或焊接的鋼桁架橋)中由于結(jié)點(diǎn)的非理想鉸結(jié)等原因,還同時(shí)存在微小的彎矩和剪力(理想鉸接沒(méi)有),對(duì)軸力也有很小的影響(因結(jié)點(diǎn)剛性和桁架桿橫截面積與慣性矩比值的大小而異,一般減小5%~0.1%),稱為次內(nèi)力。